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欧洲能源价格大幅上涨是新能源引起的吗?

2021年以来，欧洲能源问题日益严重。根据Yahoo Finance 2021年的统计数据，欧洲自2019年12月至今天然气价格已经上涨了600%以上。另一方面，通过Research Institute for Energy (FfE München)对欧盟25个国家的日前电价的调查可知，相比2020年，大部分欧洲国家的平均电价均高出3倍或以上，在德国、法国、西班牙和英国其平均供电价格同比上涨200%，甚至在电价通常较低的北欧国家，其电价也同比上涨470%[1-2]。

（来源：微信公众号“电力系统自动化”作者：杨光亚）

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图1 欧洲电力市场2018年以来月平均价格[3]

从天然气或者电价曲线分析可以看出，价格增长主要出现在第三和第四季度。造成这一现场的原因纷繁复杂，一般的解释是由于疫情后期需求上升，天然气长期储备不足再加上短期供给短缺（比如进口下降），造成了燃气为主的电厂发电边际成本上升。同时很多国家又开启了燃煤电厂，因此碳市场价格也开始上升，进一步推高了电价。但是，电价最高的第三季度，欧盟从最大气源国进口的天然气也只是比之前月份有大约15%到20%的减少[4]，但其仅占进口总量的30%到40%，因此似乎也不应该对整体能源价格的稳定产生特别大的影响。

另一方面2021年欧洲平均风速比往年低，风电出力低于预期，所以虽然新能源装机容量上升，但总发电量却没有增加。德国、英国及丹麦这三个海上风电装机容量最高的欧盟国家，在气价最高的第三季度的容量系数仅为2020年度的50%到70%，造成电网需要高价购买火电保证供应。仔细分析，风速短期虽然确实下降了，但从全年来看，整个欧盟的风电出力仅比2020年下降了3%[5]。而且鉴于目前风电发电量在整体能源供应中所占的比例仅7%-10%左右，因此从全年的角度看，风电出力下降几个百分点似乎不该对电价有如此大的影响 (见图2)。另一个有意思的现象是，虽然能源长期短缺，但短时间内的新能源弃电却并未减少，尤其由于受疫情影响，负荷在很多时段要比往年低，更容易造成短时间新能源过发[5]。这样形成较长时段内能源供应不足与短期的能源过度供应同时出现的情况。

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图2 欧盟27个国家2020及2021年主要发电方式的发电量[6]

从以上分析看，欧洲的能源危机的原因或许不仅仅是天然气供应加上新能源发电不足造成的，而应是还有其他原因存在，尤其是为何天然气备用或者其他备用发电方式的容量如此不足，以及为何欧盟国家均没有料到电价和气价对天然气供应以及新能源出力的敏感度。随着新能源在系统中占比的增加，以及气候变化的不确定性，类似的场景在未来可能不是偶然事件。从欧洲的经历可以看出以下几个趋势：

在新能源特别是风电及太阳能发电增加的背景下，未来电价会随着其发电量的变化进一步浮动；

各能源系统在短期和长期时间尺度上进一步耦合，比如气网和电网的交互对短期和长期电价均会产生影响；

依赖化石能源和依赖新能源的能源系统之间的互动通过电力市场与碳市场进一步增强。

另外，从能源供应来说，未来设计应更多从能源系统整体韧性出发而不应仅考虑单一能源系统的充裕度。当然，针对性地加强能源供应的薄弱环节也是必要的和有效的手段之一。对欧洲而言，短期策略可考虑增加天然气储备，进一步开发天然气供应渠道，减少对油气进口的依赖，加强负荷侧响应机制等，长期可以考虑加大电转气以及储能的应用。

欧洲2021年的能源危机对其他国家也有很好借鉴意义。比如增加能源供应在不同时间尺度上的充裕度，减少对短期供应的依赖度，尤其针对薄弱环节增加备用，可在新能源出力受极端天气影响时保持能源市场稳定。另外，在保证电力系统稳定的基础上，可考虑提高系统运行的灵活性，通过增加负荷对价格的敏感度解决中短期新能源发电浮动的影响。另外，随着新能源的大量安装，储能技术及应用也应配套发展，并通过政策在早期商业模式不足时引导产业发展。

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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